EZH2的小干擾RNA真核表達載體的構建及其在膀胱癌T24細胞系穩定表達的研究

王海峰，楊 宏，胡禮炳，雷永虹，秦 揚，李 俊，畢城偉，霍 倩

EZH2(enhancer of zeste homolog 2)-zeste基因增強子人類同源物是PcG(polycomb group)基因家族的重要成員，其與果蠅zeste基因增強子是同源基因。該基因能夠使組蛋白3第27位賴氨酸(H3K27)發生三甲基化，沉默與細胞分化、抑制增殖相關的基因，從而導致腫瘤的發生、發展[1]。近年研究表明EZH2在膀胱癌組織中表達增加，并且與浸潤轉移有密切關系，但其具體的作用機制未明確[2]。本研究采用基因工程技術，構建靶向沉默EZH2的小干擾RNA(siRNA2)表達載體，將其導入膀胱癌細胞建立穩定表達的細胞系，觀察該載體對細胞EZH2的表達抑制作用，為探討EZH2在膀胱癌中的作用機制及其基因治療提供實驗基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 膀胱癌細胞株T24由我實驗室保存，pEGFP-C1表達載體購自Clontech公司，RPMI1640培養基、胰蛋白酶、PBS緩沖液、胎牛血清、LipofectamineTM2000脂質體購自美國Invitrogen公司，辣根過氧化物酶(HRP)標記的羊抗兔購自Santa Cruz公司，DH5a感受態細胞、小量質粒提取試劑盒、膠回收試劑盒等購自北京天根生化公司，T4 DNA連接酶購自加拿大Fermentas公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 重組質粒設計和構建 根據GenBank提供的EZH2序列，使用在線設計軟件，通過比對基因序列，合成EZH2特異性siRNA2s序列5′-GGGAAAGUGUAUGAUAAUTT-3′，陰性對照組轉染入：FAM序列為5′-UUCUCCGAACGUGUCACGUTT-3′。siRNA2正反義鏈經退火形成具有粘性末端的互補雙鏈。按照小量質粒提取純化試劑盒說明書提取質粒pEGFP-C1，經酶切、回收線性處理后與退火雙鏈DNA經T4 DNA連接酶4 ℃過夜定向連接，并轉化至大腸埃希菌DH5α感受態細胞中，挑取陽性克隆，并進行酶切鑒定和測序分析。鑒定正確的陽性克隆命名為實驗組pEGFP-C1-siEZH2，對照組為pEGFP-C1-FAM。

1.2.2 脂質體介導的重組質粒轉染T24細胞及穩定細胞株的篩選 轉染前1 d，將生長狀態良好的T24細胞按照1×105個/孔接種于6孔板，置于37 ℃的5%CO2恒溫培養箱中培養。次日待細胞80%～90%融合時，將重組質粒pEGFP-C1-siEZH2轉染T24細胞，按照LipofectamineTM2000脂質體轉染說明書進行操作，2周后在熒光顯微鏡下觀察陽性克隆發出熒光，采用有限稀釋法獲得穩定表達的細胞株。實驗分為pEGFP-C1-siEZH2實驗組和pEGFP-C1-FAM對照組和空白對照組。

1.2.3 實時熒光定量PCR檢測EZH2 mRNA表達 收集轉染后的T24細胞，采用Trizol法提取細胞總RNA，檢測其濃度和完整性后，先反轉錄生成cDNA，再對EZH2和內參GAPDH進行實時熒光定量PCR反應。EZH2上游引物5′-GCGCGGGACGAAGAATAATCAT-3′；下游引物5′-TACACGCTTCCGCCAACAAACT-3′。內參GAPDH上游引物5′- GGTCTCCTCTGACTTCAACA-3′，下游引物5′-GAGGGTCTCTCTCTTCCT-3′；反應條件：95 ℃ 15 s；95 ℃ 5 s、60 ℃ 60 s，30個循環；擴增完畢后進行熔解曲線分析：95℃ 15 s，60 ℃ 30 s，72 ℃ 30 s。對擴增產物進行瓊脂糖凝膠電泳分析特異性。實時定量分析采用2-ΔΔCt方法計算T24細胞中EZH2 mRNA水平的相對變化。每一個樣品均做3個重復反應。

1.2.4 免疫印跡法檢測EZH2蛋白的表達 收集轉染72 h后各組細胞，用蛋白裂解液裂解細胞提取總蛋白，然后進行10%SDS-PAGE電泳，300 mA 2 h后轉至聚偏二氟乙烯膜(PVDF膜)上，經過封閉后依次加入一抗(1∶100的兔抗人EZH2單抗)和二抗(1∶5 000 HRP標記的羊抗兔抗體)；經曝光，顯影，定影處理；采用Quantity one 軟件對各條帶進行灰度值分析。

2 結果

2.1 EZH2 siRNA2表達載體的測序鑒定 將酶切正確的片段連接成pEGFP-C1-siEZH2表達載體，膠回收后送去測序。將測序報告與欲得到的目的序列相比對，顯示插入的siEZH2片段序列完全正確，表明靶向EZH2的pEGFP-C1-siEZH2載體構建成功(見圖1)。

2.2 重組質粒的轉染及篩選 重組質粒轉染T24細胞48 h后，在熒光顯微鏡下可以觀察到綠色熒光，表明重組質粒轉染成功，經G418加壓篩選獲得單克隆穩定傳代細胞株(見圖2)。

2.3 轉染后T24細胞的EZH2 mRNA表達 實時熒光定量PCR檢測結果顯示，pEGFP-C1-siEZH2實驗組EZH2的mRNA表達水平(1.089±0.024)較pEGFP-C1-FAM對照組(1.475±0.637)和空白對照組(2.138±0.621)下降，差異有統計學意義(P<0.01，見圖3)。

2.4 轉染后T24細胞的EZH2蛋白表達 免疫印跡法檢測結果顯示，T24膀胱癌細胞中pEGFP-C1-siEZH2實驗組EZH2蛋白表達水平(0.087±0.120)，基本被沉默，與空白對照組(0.794±0.134)比較，差異有統計學意義(P<0.01，見圖4)。

圖1 重組質粒的DNA測序顯示插入的siEZH2基因片段序列完全正確

Figure1 The recombinant plasmid DNA sequencing showed that the siEZH2 gene sequence inserted exactly right

圖2 轉染后形成的穩定高表達的單克隆細胞

Figure2 The stability of the high expression of monoclonal cells after transfection

圖3 轉染入EZH2 siRNA2的T24細胞的EZH2 mRNA表達減弱

Figure3 The EZH2 mRNA expression weaken in the T24 cells which was transfected by EZH2 siRNA2

注：1：空白對照組，2：pEGFP-C1-siEZH2實驗組

圖4 siRNA2 轉染后T24細胞中EZH2蛋白的表達

Figure4 The protein expression of EZH2 in stably transfected by siRNA2 in T24 cells

3 討論

在我國，膀胱癌目前仍是最常見的泌尿系統惡性腫瘤，其發病是一個多因素混合，多基因參與，多步驟形成的過程。因此，如何減少膀胱腫瘤的復發轉移，延長患者的生命，提高其生活質量是需要解決的關鍵問題。

EZH2是1996年發現的一種新的人類基因，是PcG基因家族的核心成員，其不僅參與細胞生長調節，而且與人類多種惡性腫瘤的發生密切相關[3]。目前，關于PcG蛋白EZH2作為癌基因與惡性腫瘤的發生、發展、轉移、侵襲能力以及預后的相關性已逐漸成為腫瘤的基礎研究和臨床研究的熱點。大量研究報道EZH2在多種惡性腫瘤組織和細胞中高表達，如前列腺癌[3]、乳腺癌[4]、卵巢癌[5]、胃癌[6]等。

Zhang等[7]發現在膀胱癌組織中EZH2高度表達，并且表達程度與膀胱癌的分期與分級密切相關。張嘉玲等[8]利用RNA干擾技術檢測EZH2在人肺癌細胞株中的表達得出結論，EZH2沉默能夠有效地抑制人肺癌細胞的增殖和侵襲能力，為深入研究EZH2在非小細胞肺癌中的作用提供了研究基礎。目前已有文獻報道EZH2在人膠質瘤組織中高表達，并且與膠質瘤的病理分級呈正相關，抑制膠質瘤細胞內的EZH2表達可以抑制其增殖，并誘導其凋亡[9]。RNA干擾(RNA interference，RNAi)是近年來興起的新技術，其在功能基因組學研究領域中受到越來越多的重視。因此，通過RNA干擾來抑制EZH2的表達可以抑制腫瘤細胞的增殖，降低其侵襲能力。

為了了解EZH2在膀胱癌中的作用，探討以EZH2為靶點治療膀胱癌的可能性，本研究采用RNA干擾技術，以EZH2為靶基因，構建EZH2特異性siRNA2真核表達載體，通過LipofectamineTM2000脂質體介導包含有特異性siRNA2轉到膀胱腫瘤T24細胞內，使得T24細胞EZH2表達的基因沉默。本研究采用實時熒光定量PCR測定經RNA干擾后人膀胱癌細胞株T24中EZH2 mRNA的表達變化，與pEGFP-C1-FAM對照組和空白對照組相比，重組質粒pEGFP-C1-siEZH2轉入細胞后使T24中EZH2 mRNA表達明顯受到抑制，表達水平降低，但是內參GAPDH mRNA表達水平無明顯差異。說明siRNA2的干擾作用具有高效性和高特異性；免疫印跡法檢測結果提示T24細胞中pEGFP-C1-siEZH2實驗組與空白對照組比較，EZH2蛋白表達基本被沉默，說明特異性沉默EZH2的真核表達載體構建成功，siRNA2特異性導致EZH2 mRNA降解，長期有效地沉默了EZH2在人膀胱癌細胞T24中的表達。

綜上所述，通過基因庫合成針對EZH2的特異性siRNA2，有效抑制膀胱癌T24細胞株EZH2的表達，為后續進行EZH2在膀胱癌中的機制研究以及以EZH2為靶點的膀胱癌基因治療研究奠定了基礎。

1 Tsang DP，Cheng AS.Epigenetic regulation of signaling pathways in cancer：role of the histone methyltransferase EZH2[J].Journal of Gastroenterology and Hepatology，2011，26(1)：19-27.

2 Wang H，Albadine R，Magheli A，et al.Increased EZH2 protein expression is associated with invasive urothelial carcinoma of the bladder[J].Urologic Oncology，2012，30(4)：428-433.

3 Karanikolas BD，Figueiredo ML，Wu L.Polycomb group protein enhancer of zeste 2 is an oncogene that promotes the neoplastic transformation of a benign prostatic epithelial cell line[J].Molecular Cancer Research，2009，7(9)：1456-1465.

4 Ding L，Erdmann C，Chinnaiyan AM，et al.Identification of EZH2 as a molecular marker for a precancerous state in morphologically normal breast tissues[J].Cancer Research，2006，66(8)：4095-4099.

5 Rao ZY，Cai MY，Yang GF，et al.EZH2 supports ovarian carcinoma cell invasion and/or metastasis via regulation of TGF-beta1 and is a predictor of outcome in ovarian carcinoma patients[J].Carcinogenesis，2010，31(9)：1576-1583.

6 Choi JH，Song YS，Yoon JS，et al.Enhancer of zeste homolog 2 expression is associated with tumor cell proliferation and metastasis in gastric cancer[J].APMIS，2010，118(3)：196-202.

7 Zhang YB，Niu HT，Chang JW，et al.EZH2 silencing by RNA interference inhibits proliferation in bladder cancer cell lines[J].European Journal of Cancer Care，2011，20(1)：106-112.

8 張嘉玲，蘇秀蘭，閆美榮，等.shRNA沉默EZH2表達對人肺癌細胞增殖和侵襲能力的影響[J].中華臨床醫師雜志：電子版，2011，5(20)：5871-5874.

9 Orzan F，Pellegatta S，Poliani PL，et al.Enhancer of Zeste 2(EZH2)is up-regulated in malignant gliomas and in glioma stem-like cells[J].Neuropathology and Applied Neurobiology，2011，37(4)：381-394.